CN103935003B - 一种挤出两片型坯的平面口模装置以及成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种挤出两片型坯的平面口模装置及成型方法，所述口模装置包括芯棒，模芯、模套，剪切装置、分流装置、连接装置，其特征在于，所述平面口模装置还包括分流装置，所述连接装置的外侧与模套内侧之间形成一级型坯流道，所述剪切装置对称的设置在分流装置的上部，所述分流装置的底部设置为空腔结构，所述芯棒带动模芯在该腔体中做垂直方向的运动，通过该运动来调节模芯和模套之间的间隙。本发明整体结构简单、操作方便，成本较低；由于分流装置的内部和模套的内侧设置为空腔结构，并且具有直线导向段，因此模芯可以进行垂直方向的运动；该技术方案的结构可以继续使用设备原有的轴向壁厚控制系统功能，无需进行设备改造，节约改造成本。

Description

一种挤出两片型坯的平面口模装置以及成型方法

技术领域

本发明涉及一种汽车燃油箱的两片成型装置及成型方法，具体来说涉及一种挤出两片型坯的平面口模装置以及成型方法，属于汽车燃油箱的型坯设备及工艺技术领域。

背景技术

汽车塑料油箱以其重量轻、安全性能好、防腐蚀、抗冲击、使用寿命长和较大的设计自由度获得了顾客的广泛认可。带有EVOH燃油阻隔层的6层共挤吹塑技术是当今塑料燃油箱制造的主流技术。随着全球政府环境保护意识的增强，相关的政策和法规对汽车主机厂提出了严格的要求，如美国加州出台了PZEV即准零排放，＜20mg/24h的法规。对于主流技术生产的塑料燃油箱来说，其总蒸发排放包括汽油在油箱本体、焊接面和装配件、密封件的渗透等一般在数百mg/24h，所以PZEV的排放标准对于塑料燃油箱来说非常苛刻。为了实现低排放的目标，将燃油箱上焊接和装配的零件放置到燃油箱的内部，是减少碳氢化合物排放的一个可行方法。对于传统技术来说，只能通过狭小的油泵开口进行后续内部焊接和装配，产品设计和工艺实现都受到很大的制约。同时由于主机厂节能新技术如start-stop和PHEV的出现，对于油箱内部由于燃油晃动造成的噪音在背景噪音降低的情况下越发明显，需要在燃油箱内部连接大型的防浪板结构，降低燃油晃动的噪音。对于传统的筒状型坯，要想实现防浪板内置，只能通过型坯底部开口将防浪板放到型坯内部，而型坯底部开口的尺寸较小，大尺寸的防浪板无法放入其中，故需要新的工艺解决方法。

为了获得更大的内置零件的自由度，采用两片型坯的工艺具有更广泛的使用价值。为了实现这些目标，行业内一些企业在技术上均有所突破。例如在US2006/0141184A1、EP2007/004549、US2009/0026664A1、CN2009/001188等专利中，均涉及到先预制两片型坯，然后预成型为两个单独的敞开式的壳体，再实现内置零件与箱体内壁的连接，最终两个敞开式的壳体再结合成型为一个完整的箱体。这都需要一种经济、可靠的两片型坯成型装置。传统吹塑成型技术的口模包括模芯、锥套及外套，模芯的上部位于锥套中，外套位于模芯及锥套的外周，外套与模芯及锥套之间的空隙形成型坯流道，型坯流道最下方为型坯流出口，传统口模只能挤出筒状型坯。早期技术研究阶段，如US2006/0141184A1、DE10231866A1、EP2007/060513等专利文献中出现几种简易的两片型坯成型装置。技术方案大致如此：在口模下方安装了一个三角形截面的剪切装置，将经由口模挤出的筒状型坯切割为两片型坯，紧靠着剪切装置分布两个传动轴辊，牵引型坯前进并将弧状片体展开为平面片体。

后期技术进一步发展，产生可工业化生产的两片型坯成型装置。例如EP1897672A2、CN102173047A，上述专利中展示了一种成型两片型坯的平面式口模。其成型两片型坯的大致过程如下所示：1）、型坯经由机头挤出；2）、开始时，型坯进入一个环状的流道，在截面中可以看做是圆形环；3）、当型坯经由预制装置的流道时即到达预制装置的进料口，通过预制装置使圆形环型坯相互分离，进入两个单独的流道；4）、由于型坯存在流变特性，经过两个单独的流道时，型坯单独成型为片状；5）、当型坯到达预制装置的出料口时，为了调节型坯的壁厚，采用的是多组私服油缸带动调节元件；6）、在型坯达到成型产品所需的长度后，通过一个单独的剪切装置，将挤出的两片型坯切断；

由于是在预制的流道中将筒状型坯切割、分离为两片型坯，这种两片型坯的平面式口模解决了早期技术研究阶段的两片型坯成型装置的缺陷，可用于工业化生产。但是上述技术存在如下缺陷：1）、由于模套和模芯相互配合固定，模芯无法进行垂直方向的运动；2）、采用多组私服油缸控制系统调整壁厚，无法直接使用原有设备的轴向壁厚控制系统（VWDS）功能，需进行原有设备机械、程序等方面的改造，设备改造耗时长，成本很高；3）、通过使用多组私服油缸控制系统，进行型坯的壁厚调节，成本很高；4）、型坯的壁厚调节是利用钢材自身的柔性变形，由多组私服油缸进行动态控制，正常生产过程中，长时间不间断的运动，会使钢材自身产生疲劳，变形量不稳定，从而导致壁厚控制不稳定；5）、由于采用多组私服油缸进行的动态控制，导致型坯褶皱，影响型坯的质量以及后续成型；6）、型坯的切断需使用单独的剪切装置。因此，迫切的需要一种新的方法和设备来解决上述技术问题。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种结构简单、操作方便、成本较低的挤出两片型坯的平面口模装置以及成型方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：一种挤出两片型坯的平面口模装置，所述口模装置包括芯棒，模芯、模套，剪切装置、分流装置、连接装置，其特征在于，所述平面口模装置还包括分流装置，所述连接装置的外侧与模套内侧之间形成一级型坯流道，所述剪切装置对称的设置在分流装置的上部，所述分流装置的底部设置为空腔结构，所述芯棒带动模芯在该腔体中做垂直方向的运动，通过该运动来调节模芯和模套之间的间隙，进而可以调整型坯的壁厚。

作为本发明的一种改进，所述分流装置和模套之间的间隙形成二级型坯流道；所述模芯和模套之间的间隙形成三级型坯流道。所述一级型坯流道、二级型坯流道、三级型坯流道均设置一定的比例，型坯沿着流动的方向逐渐被压缩，进一步的确保型坯流动速度的稳定性和良好的流动性。

作为本发明的一种改进，所述剪切装置包括底座以及设置在底座上剪切刀，所述底座设置为活动的旋转结构，所述活动的旋转结构设置为半圆弧的凸台；为了更好的控制型坯的长度，可通过调整剪切装置底座的角度，剪切装置可绕底部半圆弧的凸台进行旋转，进而调整型坯的下料长度。

作为本发明的一种改进，所述剪切装置的截面设置为三角状或弧形。剪切装置的截面设置为三角状或弧形，由于型坯的流变特性，圆形型坯迅速被相互分离，分离后进入分流装置和模套之间的间隙形成的二级型坯流道。在该流道中，型坯自然展开，截面近似等腰梯形，达到均匀的层面分布的目的。

作为本发明的一种改进，所述平面口模装置还包括对型坯局部厚度调节的型坯局部调节装置，所述型坯局部调节装置固定在模芯或模套上。

作为本发明的一种改进，所述型坯局部调节装置包括可变形的柔性板、卡扣、过渡装置、导向装置、调节螺栓，所述调节螺栓通过螺纹连接导向装置的一端，并通过导向装置与卡扣的一端连接，导向装置通过螺栓固定在过渡装置上，卡扣的另一端与柔性板连接。柔性板通过数颗螺栓固定模芯上，同时柔性板通过卡扣经导向装置与调节螺栓固定在一起。当调节螺栓处于零位时，两个单独的柔性板无变形量，此时，模芯与模套之间的间隙均匀。导向装置与过渡装置之间由螺栓连接，固定不动；调节螺栓与导向装置之间为螺纹连接并与卡扣连接，卡扣与柔性板相连接，当调整调节螺栓时，柔性板在受到调整调节螺栓的拉力而产生局部变形，此时模芯与模套之间的局部间隙会因此而产生改变，即型坯的局部壁厚也进行改变，从而可通过调整调节螺栓进行型坯局部壁厚的调节，此柔性板称为静态柔性可变形板，称为”SFDP”。

一种采用上述权利要求所述装置的两片型坯的平面口模成型方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤，1）熔融的型坯从机头挤出；2）型坯进入连接装置与模套之间的间隙形成的一级型坯流道，随后型坯经过剪切装置，被剪切后的型坯相互分离，3）型坯继续向下流动，进入分流装置与模套之间的间隙形成的二级型坯流道，形成两个单独的型坯；4）型坯继续向下流动，进入模芯与模套之间的间隙形成的三级型坯流道，通过模芯与模套之间的间隙的大小来调节型坯的厚度，5）模套和模芯之间的间隙随着模芯的运动逐渐减小，当模套和模芯之间的间隙减小到一定值时，型坯通过挤压而产生剪切力，型坯被切断。所述一级型坯流道、二级型坯流道、三级型坯流道均设置一定的比例，型坯沿着流动的方向逐渐被压缩，进一步的确保型坯流动速度的稳定性和良好的流动性。

作为本发明的一种改进，所述步骤4中，通过芯棒带动模芯做垂直方向的运动来调节模芯和模套之间间隙大小。由于分流装置的内部和模套的内侧设置为空腔结构，并且具有直线导向段，因此，模芯可以在芯棒的带动下进行垂直方向的运动，从而调整模芯和模套之间间隙的大小，进一步调整型坯的厚度。

作为本发明的一种改进，所述模套和模芯之间设置有间隙，所述型坯经过分流装置后从该间隙挤出，挤出后呈垂直状态。

作为本发明的一种改进，所述步骤5中还包括通过局部调节装置对型坯的局部厚度进行调节，通过调整调节螺栓的拉力调整柔性板的形变，进而调节模芯与模套之间的局部间隙，进一步的调整型坯局部的壁厚。

相对于现有技术，本发明的优点如下：1）整体结构简单、操作方便，成本较低；2）由于分流装置的内部和模套的内侧设置为空腔结构，并且具有直线导向段，因此模芯可以进行垂直方向的运动；3）该技术方案的结构可以继续使用设备原有的轴向壁厚控制系统功能，无需进行设备改造，节约成本；4）型坯的径向局部壁厚调节采用静态柔性可变形板，整个结构简单、成本较低，生产过程壁厚控制稳定，而不采用多组饲服油缸控制；5）使用轴向壁厚控制系统(VWDS)和静态柔性可变形板（SFDP），进行壁厚的调节，型坯片体褶皱轻微，无需片体拉伸装置；6）使用设备原有的轴向壁厚控制系统功能，通过模芯的上下运动和模套之间产生的剪切力，实现型坯的切断，无需单独的型坯切断装置。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为型坯局部调节装置安装结构示意图；

图3为型坯局部调节装置结构示意图；

图4为步骤1、2结构状态示意图；

图5、图6、图7为步骤3结构状态示意图；

图8、图9、图10为步骤4、5结构状态示意图；

图中：1为芯棒，2为连接装置，3为模套，4为剪切装置，5为分流装置，6为模芯，7为一级型坯流道，8为固定螺母，9为可变形板，10为卡扣，11为过渡装置，12为导向装置，13为调节螺栓，14为二级型坯流道，15为三级型坯流道。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解和认识，下面结合附图和具体实施方式对本发明做详细的说明和介绍。

实施例1：

参见图1，一种挤出两片型坯的平面口模装置，所述口模装置包括芯棒1，模芯6、模套3，剪切装置4，连接装置2，所述平面口模装置还包括分流装置5，所述连接装置2的外侧与模套3内侧之间形成一级型坯流道7，所述剪切装置4对称的设置在分流装置5的上部，所述分流装置5的底部设置为空腔结构，所述芯棒1带动模芯6在该腔体中做垂直方向的运动，通过该运动来调节模芯和模套之间的间隙，进而可以调整型坯的壁厚。

实施例2：

作为本发明的一种改进，参见图4—图6，所述分流装置5和模套3之间的间隙形成二级型坯流道14；所述模芯6和模套3之间的间隙形成三级型坯流道15。所述一级型坯流道7、二级型坯流道14、三级型坯流道均15设置一定的比例，型坯沿着流动的方向逐渐变细，进一步的确保型坯流动速度的稳定性和良好的流动性。其余结构和优点与实施例1完全相同。

实施例3：

作为本发明的一种改进，参见图6，所述剪切装置4包括底座以及设置在底座上剪切刀，所述底座设置为活动的旋转结构，所述活动的旋转结构设置为半圆弧的凸台；为了更好的控制型坯的长度，可通过调整剪切装置底座的角度，剪切装置可绕底部半圆弧的凸台进行旋转，进而调整型坯的下料长度。其余结构和优点与实施例1完全相同。

实施例4：

作为本发明的一种改进，参见图6、7，所述剪切装置4的截面设置为三角形或弧形。剪切装置的截面设置为三角形或弧形，由于型坯的流变特性，圆环型坯迅速被相互分离，分离后进入分流装置5和模套3之间的间隙形成的二级型坯流道14。在该流道中，型坯自然展开，截面近似等腰梯形，达到均匀的层面分布的目的。其余结构和优点与实施例1完全相同。

实施例5：

作为本发明的一种改进，参见图2、3，所述平面口模装置还包括对型坯局部厚度调节的型坯局部调节装置，所述型坯局部调节装置固定在模芯6上。所述型坯局部调节装置包括可变形的柔性板9、卡扣10、导向装置12，调节螺栓13，所述调节螺栓13通过螺纹连接导向装置的一端，导向装置12另一端与卡扣10的一端连接，卡扣10的另一端与柔性板9连接在一起，所述型坯局部调节装置还包括过渡装置11，柔性板9在受到外力的作用下，可产生一定的变形量。柔性板通过数颗螺栓固定过渡装置11上，同时柔性板9通过卡扣10经导向装置12与调节螺栓13固定在一起。当调节螺栓处于零位时，两个单独的柔性板无变形量，此时，模芯6与模套3之间的间隙均匀。导向装置与过渡装置之间由螺栓连接，固定不动；调节螺栓13与导向装置12之间为螺纹连接并与卡扣10连接，卡扣10与柔性板9相连接，当调整调节螺栓时，柔性板在受到调整调节螺栓的拉力而产生局部变形，此时模芯与模套之间的局部间隙会因此而产生改变，即型坯的局部壁厚也进行改变，从而可通过调整调节螺栓进行型坯局部壁厚的调节。型坯的径向局部壁厚调节采用静态柔性可变形板，整个结构简单、成本较低，生产过程中壁厚控制稳定，而不采用多组饲服油缸控制；

实施例6：

一种采用上述权利要求所述装置的两片型坯的平面口模成型方法，所述方法包括以下步骤，1）参见图4，熔融的型坯从机头挤出；2）挤出后型坯进入连接装置2与模套3之间的间隙形成的一级型坯流道7，随后型坯经过剪切装置4，被剪切后的型坯相互分离，3）参见图5、6、7，型坯继续向下流动，进入分流装置5与模套3之间的间隙形成的二级型坯流道14，形成两个单独的型坯；两个单独的型坯在二级型坯流道成型，并在流道中自然展开；4）参见图8、9、10，型坯继续向下流动，进入模芯6与模套3之间的间隙形成的三级型坯流道15，通过模芯6与模套3之间的间隙的大小来调节型坯的厚度，芯棒1与固定螺母8由螺纹连接，固定螺母8与模芯6之间固定，分流装置5底部设置为腔体结构，通过保证一定的配合间隙，使用设备原有的轴向壁厚控制系统功能，由伺服油缸垂直方向带动芯棒1运动，由于分流装置5的内部和模套3的内侧设置为空腔结构，并且具有直线导向段，芯棒1带动固定螺母8运动的同时带动模芯6在分流装置5底部的腔体中进行垂直方向的运动。在模芯6运动的过程中，模芯6与模套3之间的间隙会增大或减小。由于型坯是从模套3与模芯6之间形成的间隙中挤出，间隙随模芯6的垂直方向运动而增大或减小，型坯的厚度也会随之而进行变化，即利用了轴向壁厚控制系统功能而进行型坯壁厚的调节，5）模套和模芯之间的间隙减小到一定值时，型坯通过挤压而产生剪切力，型坯被切断。如图9和图10，当模芯6与模套3之间的间隙减小到一定值时，型坯存在挤压而产生剪切力，型坯会因此而被切断，也达到了利用轴向壁厚控制系统功能剪切断料的目的。该方法使用原有的轴向壁厚控制系统，通过模芯和模套配合剪切，实现型坯的切断，无需单独的型坯切断装置。

实施例7：

作为本发明的一种改进，所述一级型坯流道7、二级型坯流道14、三级型坯流道15均设置一定的比例，型坯沿着流动的方向逐渐变细，进一步的确保型坯流动速度的稳定性和良好的流动性。

实施例8：

作为本发明的一种改进，所述模套3和模芯6之间设置有间隙，所述型坯经过分流装置后从该间隙挤出，挤出后呈垂直状态。

实施例9：

作为本发明的一种改进，所述步骤5中还包括通过局部调节装置对型坯的局部厚度进行调节，通过调整调节螺栓13的拉力调整柔性板9的形变，进而调节模芯6与模套3之间的局部间隙，进一步的调整型坯局部的壁厚。在模芯6的出料口表面，镶有一可变形的柔性板9，柔性板9在受到外力的作用下，可产生一定的变形量。柔性板9通过数颗螺栓固定过渡装置11上，两个单独的柔性板相互对称，同时柔性板通过卡扣10经导向装置12与调节螺栓13固定在一起。当调节螺栓13处于零位时，两个单独的柔性板9无变形量，此时，模芯6与模套3之间的间隙均匀。导向装置12与过渡装置11之间由螺栓连接，固定不动；调节螺栓13与导向装置12之间为螺纹连接并与卡扣10连接，卡扣10与柔性板9相连接，当调整调节螺栓13时，柔性板9在受到调整调节螺栓13的拉力而产生局部变形，此时模芯6与模套3之间的局部间隙会因而产生改变，即型坯的局部壁厚也进行改变，从而可通过调整调节螺栓13而进行型坯局部壁厚的调节。型坯的径向局部壁厚调节采用静态柔性可变形板，整个结构简单、成本较低，生产过程中壁厚控制稳定，而不采用多组饲服油缸控制；

本发明还可以将实施例2、3、4、5所述技术特征中的至少一个与实施例1组合，形成新的实施方式。

本发明还可以将实施例7、8、9所述技术特征中的至少一个与实施例6组合，形成新的实施方式。

需要说明的是上述实施例仅仅是本发明的较佳实施例，并没有用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同替换或者替代均落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种挤出两片型坯的平面口模装置，所述平面口模装置包括芯棒，模芯、模套、剪切装置、连接装置，其特征在于，所述平面口模装置还包括分流装置，所述连接装置的外侧与模套内侧之间形成一级型坯流道，所述剪切装置对称的设置在分流装置的上部，所述分流装置的底部设置为空腔结构，所述芯棒带动模芯在该腔体中做垂直方向的运动，通过该运动来调节模芯和模套之间的间隙，所述平面口模装置还包括对型坯局部厚度调节的型坯局部调节装置，所述型坯局部调节装置固定在模芯或模套上，所述型坯局部调节装置包括可变形的柔性板、卡扣、过渡装置、导向装置、调节螺栓，所述调节螺栓通过螺纹连接导向装置的一端，并通过导向装置与卡扣的一端连接，导向装置通过螺栓固定在过渡装置上，卡扣的另一端与柔性板连接，柔性板通过螺栓固定在模芯或模套上。

2.根据权利要求1所述的平面口模装置，其特征在于，所述分流装置和模套之间的间隙形成二级型坯流道；所述模芯和模套之间的间隙形成三级型坯流道。

3.根据权利要求1或2所述的平面口模装置，其特征在于，所述剪切装置包括底座以及设置在底座上剪切刀，所述底座设置为活动的旋转结构。

4.根据权利要求1或2所述的平面口模装置，其特征在于，所述剪切装置的截面设置为三角形或弧形。

5.一种采用权利要求1-4任一项所述装置的成型方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤，1）熔融的型坯从机头挤出；2）型坯进入连接装置与模套之间的间隙形成的一级型坯流道，随后型坯经过剪切装置，被剪切后的型坯相互分离；3）型坯继续向下流动，进入分流装置与模套之间的间隙形成的二级型坯流道，形成两个单独的型坯；4）型坯继续向下流动，进入模芯与模套之间的间隙形成的三级型坯流道，通过模芯与模套之间的间隙的大小来调节型坯的厚度；5）模套和模芯之间的间隙减小到一定值时，型坯通过挤压而产生剪切力，型坯被切断；所述步骤5中还包括通过局部调节装置对型坯的局部厚度进行调节，通过调整调节螺栓的拉力调整柔性板的形变，进而调节模芯与模套之间的局部间隙，进一步的调整型坯局部的壁厚。

6.根据权利要求5所述的成型方法，其特征在于，所述步骤4中，通过芯棒带动模芯做垂直方向的运动来调节模芯和模套之间间隙大小。

7.根据权利要求5或6所述的成型方法，其特征在于，所述模套和模芯之间设置有间隙，所述型坯经过分流装置后从该间隙挤出，挤出后呈垂直状态。